(57)【要約】【課題】  芳香族化合物と塩素を反応させることにより、塩素化芳香族化合物と塩化水素を得る工程（塩素化工程）で得られる塩化水素のガス中に含有される芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を除去する方法であって、工業的に有用な高品位塩化水素を得るという優れた特徴を有する芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の除去方法を提供する。【解決手段】  下記の塩素化工程で得られる塩化水素のガス中に含有される芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を除去する方法であって、該芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を活性炭に吸着させて除去する塩化水素ガス中の芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の除去方法。  塩素化工程：芳香族化合物と塩素を反応させることにより、塩素化芳香族化合物と塩化水素を得る工程【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の塩素化工程で得られる塩化水素のガス中に含有される芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を除去する方法であって、該芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を活性炭に吸着させて除去する塩化水素ガス中の芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の除去方法。
塩素化工程：芳香族化合物と塩素を反応させることにより、塩素化芳香族化合物と塩化水素を得る工程
【請求項２】
請求項１の方法により芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物が除去された塩化水素ガスを下記の酸化工程に供給する請求項１記載の方法。
酸化工程：塩素化工程で得た塩化水素を酸素と反応させ、塩素を得る工程
【請求項３】
活性炭による吸着処理に付する塩化水素ガス中の芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の合計含有量が０．０１〜１．０ｍｏｌ％であり、吸着処理後の塩化水素ガス中の芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の合計含有量が０．００１ｍｏｌ％以下である請求項１記載の方法。
【請求項４】
芳香族化合物がベンゼンであり、塩素化芳香族化合物がクロルベンゼンである請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の除去方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は、芳香族化合物と塩素を反応させることにより、塩素化芳香族化合物と塩化水素を得る工程（塩素化工程）で得られる塩化水素のガス中に含有される芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を除去する方法であって、工業的に有用な高品位塩化水素を得るという優れた特徴を有する芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえばベンゼンのような芳香族化合物と塩素からクロルベンゼン（モノクロルベンゼンを意味する。以下、同じ。）のような塩素化芳香族化合物を製造する方法は公知である（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、芳香族化合物と塩素の反応では芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物が含まれる塩化水素のガスが副生する。該塩化水素ガスは酸素と反応させて塩素を得、該塩素を芳香族化合物との反応にリサイクル使用したり、酸素又は空気とエチレンと反応させてエチレンジクロライドを得たり、水と混合して塩酸として製品化する等の有効利用が可能である。塩化水素ガスを有効利用するにあたっては、その中に含まれる芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を除去する必要がある。
【０００４】
有機化合物を含有する塩化水素を精製する方法としては、蒸留による分離精製方法や、有機物を有機溶媒に吸収させる方法（たとえば特許文献２参照）などが知られている。しかしながら蒸留による分離精製方法で十分な精製を行うには高圧かつ低温の条件が必要であり、設備コストが大きくなるといった問題がある。また、有機化合物を有機溶媒に吸収させる方法も、溶媒の蒸気が塩化水素に混入し、得られる塩化水素ガスの純度が必ずしも十分でないという問題がある。また、有機化合物を粒状活性炭により吸着除去する方法（たとえば特許文献３参照）も提案されているが、含まれる有機化合物の種類、量によっては必ずしも経済的でない場合がある。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第  ２６５３９０４号明細書
【特許文献２】特開平２−１３７７０４号公報
【特許文献３】特開２００３―１１２９０７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる状況において、本発明が解決しようとする課題は、芳香族化合物と塩素を反応させることにより、塩素化芳香族化合物と塩化水素を得る工程（塩素化工程）で得られる塩化水素のガス中に含有される芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を除去する方法であって、工業的に有用な高品位塩化水素を得るという優れた特徴を有する芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の除去方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は、下記の塩素化工程で得られる塩化水素のガス中に含有される芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を除去する方法であって、該芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を活性炭に吸着させて除去する塩化水素ガス中の芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の除去方法に係るものである。
塩素化工程：芳香族化合物と塩素を反応させることにより、塩素化芳香族化合物と塩化水素を得る工程
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、芳香族化合物と塩素を反応させることにより、塩素化芳香族化合物と塩化水素を得る工程（塩素化工程）で得られる塩化水素のガス中に含有される芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を除去する方法であって、工業的に有用な高品位塩化水素を得るという優れた特徴を有する芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の除去方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、下記の塩素化工程で得られる塩化水素のガス中に含有される芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を除去する方法である。
塩素化工程：芳香族化合物と塩素を反応させ、塩素化芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物と塩化水素を得る工程
【００１０】
芳香族化合物としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等を上げることができる。塩素化芳香族化合物としては、クロルベンゼン，１，２−、１，３−又は１，４−時ジクロルベンゼン、１，２，３−、１，２，４−又は１，３，５−トリクロルベンゼン、テトラ−、ペンタ−又はヘキサクロルベンゼン、モノ又はポリクロルトルエン、モノ又はポリクロルキシレン等をあげることができる。芳香族化合物としてベンゼンを用い、塩素化芳香族化合物としてクロルベンゼン得る方法が産業上の観点から特に重要である。
【００１１】
芳香族化合物と塩素を反応させる方法については、特に制限はなく、公知の方法を使用することができる。具体的な方法の例を示すと、次のとおりである。芳香族化合物と塩素のモル比（芳香族化合物／塩素）は３以上であり、反応温度は２５〜１４０℃であり、反応圧力は０．０２〜１．０ＭＰａである。反応器としては、たとえば槽型反応器を用いることができる。反応には触媒としてＦｅＣｌ2を用いることができる。
【００１２】
塩素化工程では副反応物として塩化水素が発生する。該塩化水素のガスを回収するには、たとえば塩素化工程で得た塩化水素を含む塩素化芳香族化合物及び未反応芳香族化合物混合物を熱交換器で冷却し、気相に塩化水素を液相に塩素化芳香族化合物と芳香族化合物を回収すればよい。
【００１３】
塩素化工程から回収される塩化水素のガス中には、未反応の芳香族化合物及び生成物である塩素化芳香族化合物が含まれる。特に、芳香族化合物がベンゼンである場合は、副生塩化水素のガス中に高濃度のベンゼンが含まれる。
【００１４】
本発明においては、塩素化工程から回収される塩化水素のガス中の芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の濃度が高い場合には、冷却された塩素化芳香族化合物液に接触させて、冷却された塩素化芳香族化合物に芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を溶解させ塩化水素のガス中の芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の濃度を低減させた後、塩化水素のガス中の芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を活性炭に接触吸着させて除去する。
【００１５】
活性炭による吸着処理に付する塩化水素ガス中の芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の合計含有量は０．０１〜１．０ｍｏｌ％が好ましい。例えばモノクロルベンゼンにベンゼンおよびモノクロルベンゼンを溶解させる場合、操作温度の下限は溶液の融点等により制限され、該含有量を０．０１％未満にするためには高圧が必要となるが、設備費が大きくなり塩化水素の溶解量も多大となるため好ましくない。一方、該含有量が１．０ｍｏｌ％を越える場合は、活性炭使用量が多くなり、設備コストも増大するため工業的に不利となる。吸着処理後の塩化水素ガス中の芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物の合計含有量は０．００１ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００１６】
活性炭による吸着処理の具体的方法としては、次の方法をあげることができる。
【００１７】
槽型ドラムに活性炭を充填した固定床吸着槽に芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を含む塩化水素のガスを通すことによって活性炭に芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を吸着させ高純度の塩化水素を得ることが出来る。使用する活性炭は、芳香族化合物、塩素化芳香族化合物を吸着するものであれば、果実殻系、木材系、石油系などいかなるものも使用することができる。またその形状については破砕状、球状、成型、繊維状何れでも良い、活性炭粒度は４〜６０ｍｅｓｈ、塩化水素ガス供給流量（Ｎｍ3／ｈｒ）の活性炭充填量に対する比（空間速度）は５００〜１００００ｈｒ-1、充填部における空塔線速度は０．０５〜５ｍ／ｓｅｃ、塩化水素ガスの供給方法はアップフロー、ダウンフローの中から適宜選択して設定される。
【００１８】
使用した活性炭は、吸着した芳香族化合物および塩素化芳香族化合物を昇温及び／又は不活性ガス流通等の方法で脱着させ、吸着に再利用することができる。
【００１９】
脱着された芳香族化合物および塩素化化合物は回収し塩素化反応に再利用することもできる。また、複数の活性炭充填部設け、吸着に用いる部分と、脱着を行う部分を適宜切り替えることにより芳香族化合物および塩素化芳香族の除去を連続して行うことができる。
【００２０】
本発明の方法により芳香族化合物及び塩素化芳香族化合物を除去された塩化水素ガスは、を下記の酸化工程及び塩素リサイクル工程に供給することにより塩素化芳香族化合物を効率的に製造することができる。
酸化工程：塩素化工程で得た塩化水素を酸素と反応させ、塩素を得る工程
【００２１】
酸化工程は、塩素化工程で得た塩化水素を酸素と反応させ、塩素を得る工程である。塩化水素と酸素を反応させる方法については、特に制限はなく、公知の方法を使用することができる。具体的な方法の例を示すと、次のとおりである。塩化水素と酸素のモル比（塩化水素／酸素）は０．５〜２であり、反応温度は２００〜５００℃、好ましくは２００〜３８０℃であり、反応圧力は０．１〜５ＭＰａであり、空塔速度は０．７〜１０ｍ／ｓである。反応器としては、固定床反応器、流動床反応器、移動床反応器を用いることができる。反応には触媒として酸化クロム触媒、酸化ルテニウム触媒を用いることができる。
【００２２】
酸化工程で得られた塩素の少なくとも一部は塩素化工程へリサイクルされ、塩素化工程の原料として有効利用される。
【００２３】
上記の態様を採用することにより、芳香族炭化水素（たとえば、ベンゼン）と塩素とから最終目的物としての塩素化芳香族炭化水素（たとえば、クロルベンゼン）を効率的に製造することができる。
【実施例】
【００２４】
次に本発明を実施例により説明する。
実施例１
ベンゼンを塩素と反応させてモノクロルベンゼンと塩化水素を得た。ここで反応温度１１５℃、反応圧力０．６ＭＰａとした。原料塩素流量は４２１ｋｇ−ｍｏｌ／ｈｒであり、外部から供給されるベンゼン／塩素のモル比は８／１とした。反応によりベンゼンと塩化水素を０．６７／１のモル比で含む混合ガス６４９ｋｇ−ｍｏｌ／ｈｒ（流体番号−４）が発生した。これをまず通常の冷却水により３０℃まで冷却し、一部のベンゼンを凝縮、分離し、ベンゼンと塩化水素を０．０２６／１のモル比で含む未凝縮の混合ガス３５３ｋｇ−ｍｏｌ／ｈｒ（流体番号−６）を得た。この混合ガスと、モノクロルベンゼン１５ｋｇ−ｍｏｌ／ｈｒ（流体番号−７）を、冷却手段を備えた吸収塔に供給し、混合ガス中のベンゼンを、モノクロルベンゼンを主とする溶液中に溶解させた。吸収塔は、塔頂圧力０．６ＭＰａ、塔頂温度が−３０℃になるよう操作した。溶解したベンゼンはモノクロルベンゼンと共に反応器に戻し、塩素化の原料として再利用した。この結果、塔頂純度９９．９モル％以上の塩化水素３１０ｋｇ−ｍｏｌ／ｈｒ（流体番号−９）を得た。塩化水素ガス中のベンゼンおよびモノクロルベンゼンのモル濃度はそれぞれ１８０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ（ベンゼンとモノクロルベンゼンの合計含有量が０．０２０ｍｏｌ％）であった。この塩化水素を活性炭吸着塔（ＳＶ４５００ｈｒ-1）に供し、ベンゼンとモノクロルベンゼンの合計含量が０．０００１ｍｏｌ％の塩化水素ガスを得た。この高品位塩化水素を酸化工程に供し１４７ｋｇ−ｍｏｌ／ｈｒの塩素を得た。
【００２５】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を実施するフローの例である。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ  塩素化反応器
Ｂ、Ｄ  熱交換器
Ｃ  吸収塔
Ｅ、Ｇ  ポンプ
Ｆ  槽
Ｈ  活性炭吸着塔
Ｉ  酸化反応工程
【図１】
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